• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.976-977
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• 2015

최근 환경오염 및 지구 온난화의 주범으로 꼽히는 이산화탄소 배출 규제는 더 이상 논란의 대상이 아니다. 또한 인류의 생존을 위협하는 요소로 부각되면서, 환경오염 및 이산화탄소 배출이 적은 대체 에너지 개발은 전 세계의 당면 과제이자 반드시 풀어야 할 숙제이기도 하다. 국내에서도 이러한 세계적인 기술 추세로 대체 에너지인 태양광 발전, 양수 발전, 풍력 발전을 지속적으로 하고 있으며 에너지를 저장하는 배터리 개발을 함으로써, AC 전력 전송에 비해 손실이 적은 DC 송전이 점점 많은 곳에 설치되고 있는 실정이다. 그러나 DC 송전을 위한 HVDC 시스템 기술은 아직 신기술이기 때문에 신뢰성 및 시스템 검증 방법에 있어서는 개선해야할 점이 많다. 따라서 본 논문에서는 HVDC 시스템에 대한 기존의 검증 방법을 소개하고 시험 및 연구 결과로 HVDC 시스템 검증 방법에 대한 개선 방안을 제시하고자 한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.59-60
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• 2015

본 논문에서는 직류송전 적용을 위해 전력계통과 연계된 모듈형 멀터레벨 컨버터(Modular Multi-level Converter)의 유 무효 전력제어에 대해 시뮬레이션 모델을 개발하고 그 특성을 분석하였다. 분석에 고려한 모듈형 멀티레벨 컨버터는 한 암당 12개의 서브모듈로 구성되어 있고 모듈레이션은 NLC (Nearest Level Control) 방식을 사용한다. 또한 DC 커패시터의 밸런싱은 버블소팅 방식을 적용하였고 순환전류를 억제하는 알고리즘을 고려하였다. 시뮬레이션을 통해 분석한 유 무효전류제어를 실험적으로 검증하기 위해 10kVA DC 1000V 하드웨어 축소모형을 제작하고 실험을 실시하였다. 실험결과는 시뮬레이션 결과와 일치함을 확인할 수 있었다. 향후에는 교류전압 불평형 보상과 순환전류 제어, 컨버터 보호에 대한 다양한 알고리즘을 도출할 예정이다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.183-185
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• 2019

최근 대용량 전력 전송 시스템에서 모듈형 다단 컨버터(Modular Multilevel Converter; MMC)를 이용한 고압 직류(high voltage DC; HVDC) 송전 시스템이 각광받고 있다. 일반적으로, 전압형 컨버터는 AC 단출력전압 합성 방법에 따라 AC 단 전압 사용률이 달라지며, MMC 시스템에 있어서도 마찬가지이다. 따라서, HVDC 송전시스템의 DC 단의 용량이 정해져 있는 경우에도 출력전압 합성 방법에 따라 AC 단으로 공급 가능한 최대 무효전력의 크기를 변화시킬 수 있다. 본 논문에서는 대표적인 전압 변조 방식에 따른 암 에너지 맥동을 수학적으로 분석하였으며, 이를 MMC의 실제 스케일의 시뮬레이션으로 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.253-254
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• 2020

High Voltage Direct Current (HVDC) 시스템은 고압 직류송전을 위한 시스템이다. 고압 직류 송전을 위해서는 전력변환기가 교류전력을 직류전력으로 변환해주어야 하는데, 최근에는 모듈형 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC)가 많이 적용되고 있다. MMC는 다수의 서브모듈이 직렬로 구성되어 있으며 DC-link단에 대용량 커패시터가 없다. MMC의 심각한 사고 중에 하나는 DC측 전력케이블의 단락사고로 시스템에 따라서 수십 kA 정도의 사고전류가 AC측 CB(Circuit Breaker)가 열리기 전까지 수십 ms에서 수백 ms동안 흐른다. 만약 하프브릿지 회로의 서브모듈로 구성된 컨버터에 별도 보호장치가 없으면 단락전류는 서브모듈의 하단 다이오드를 통해서 흐르게 되어 소손되게 된다. 이를 방지하기 위해 단락전류를 바이패스(by-pass) 시키기 위한 별도의 사이리스터를 추가하는데 이 기기의 사양은 DC 단락 전류를 충분히 견딜 수 있어야 한다. 본 논문에서는 사이리스터의 서지 전류 내력을 평가하기 위해 사양을 분석하고 시뮬레이션과 실험을 통해서 검증하였다.

• 전력전자학회지
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• 제6권4호
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• pp.21-26
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• 2001

HVDC Light는 300MW에 이르는 전력을 가지고 있는 아불 성형된 DC Cable과 Voltage Source 컨버터에 기반을 둔 가장 최근의 HVDC 기술이다. HVDC Light 컨버터는 IGBT(Insulated Gate bi-polar Transistor)와 유효전력과 무효전력 사이의 고속 컨트롤을 위한 PWM(펄스 폭 변조)의 기능을 가지고 있다. HVDC Light 케이블은 압출 성형된 폴리머의 절연을 가진 케이블이며 직류 전압을 위해 특별히 개조되었다. 전력 범위 내에서 HVDC Light 컨버터와 케이블은 지중 또는 해저 송전 등에서도 송전전력을 위해 훌륭하게 조합될 수 있었다. 본 원고는 실제의 케이스로부터 얻은 경험지식으로, HVDC Light 기술의 조합을 사용해 해결된 문제점을 소개하고, HVDC Light의 장점을 설명하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2019년도 전력전자학술대회
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• pp.344-345
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• 2019

High Voltage Direct Current (HVDC) 시스템은 고압 직류 송전을 위한 시스템으로서 단위 유닛인 서브모듈로 구성된 모듈형 멀티레벨 컨버터 구조를 갖는다. 서브모듈의 신뢰성 확보 및 설계 검증은 HVDC 시스템의 성능과 효율, 크기를 결정짓는 중요한 요소이다. 본 논문에서는 (주)효성이 개발하는 200MW 모듈형 멀티레벨 컨버터 서브모듈의 성능을 검증하기 위한 특성시험을 나타낸다. 특성시험을 통해서 개발 중인 서브모듈의 성능과 보호동작을 검증한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1102-1103
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• 2015

The researchers worldwide have been trying to apply high temperature superconducting wire for power system devices. High voltage direct current (HVDC) transmission system has been used for bulk and long-distance power transmission. The authors designed a laboratory-scale superconducting DC transmission line to investigate its applicability to an HVDC system. The superconducting DC transmission line was simulated in connection to a laboratory-scale HVDC system using PSCAD/EMTDC. The operating characteristics of the superconducting DC transmission line connected to HVDC system and the effects of the superconducting DC transmission line on HVDC system were analyzed and compared with the results of a conventional DC transmission line. The results of operating characteristics for the superconducting DC transmission line were discussed in detail.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제1권1호
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• pp.39-46
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• 2015

기중종단 접속함은 지중케이블과 가공송전선을 연결하기 위한 접속함으로써 옥외 변전소 등의 대기 중에 설치된다. 이는 21세기 핵심기술로 여겨지고 있는 대륙 간, 국가 간, 육지-섬을 잇는 HVDC 송전선로의 DC 그리드 송전망 형성을 위해 반드시 개발되어야 하는 전력기기이다. 그러나 AC용 접속함의 개발 사례는 다수 존재하는 반면, DC용 접속함의 개발 사례 및 기술은 일본과 중국 등에 일부 존재할 뿐 국내 기술은 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 기존 AC용 슬립 온형 기중 종단접속함을 초기모델로 선정하여 HVDC 전력기기로의 적용 가능성을 평가하였다. 먼저 실제 운전 시 기중종단 접속함 내 도체에서 발생하는 열에 의한 내 외부의 온도편차를 고려한 DC 전계해석을 수행하였으며, AC 전계분포 및 열 해석이 반영되지 않은 DC 전계분포와 비교하였다. 또한 DC 전계는 정상상태 뿐만 아니라 과도 구간도 포함하기 때문에 이를 고려한 전계해석을 수행할 필요가 있기 때문에 정상상태와 더불어 극성반전 후 전계분포 역시 비교, 분석하였다. 마지막으로, 기존 AC용 슬립 온형 기중 종단접속함 초기모델을 DC에 적용하기 위해 다양한 형상 변환을 통한 요소 설계를 수행하였다. 기중종단 접속함 구조 내 전계가 가장 집중될 것으로 사료되는 부분을 선정하여 그 지점들의 최대 전계강도 $E_{n.max}$와 $E_{t.max}$를 측정하였다. 해석 결과, 정상상태시 개선모델의 삼중점 최대 전계강도는 기준모델 대비 2.01% 개선되었으며, 연면 최대 전계강도는 기준모델 대비 36.68% 개선되었다. AC 전계해석 결과인 연면 전계강도 1.11 kV/mm보다는 33.3% 감소하였지만 삼중점 최대 전계강도 8.23 kV/mm보다는 아직 43.6% 크다는 점에서 부분적인 형상 변환이 아닌 DC 환경에 적합한 전혀 다른 근본적인 설계 개념의 변화가 반드시 필요할 것으로 사료된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.988-989
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• 2015

본 논문은 저압 직류배전의 시스템에 적용하기 위한 ZVS 방식의 100kW 고강압 DC-DC 컨버터를 제안하고 실험을 통하여 타당성을 검증하였다. 제안된 시스템은 저압 직류배전 설비에 구성되는 시스템으로 1500Vdc가 송전될 때 가정이나 공업용으로 사용 가능한 380Vdc로 강압시켜주는 장치이다. 고압 특성상 하드 스위칭시 손실이 커 ZVS 동작이 가능하도록 구성하였고, 구성된 시스템에 대해 정격 실험 결과 100kW 부하에서 95.8%의 효율을 보였다.

• 전기학회논문지
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• 제59권7호
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• pp.1221-1225
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• 2010

The application of the AC and DC lines on the same transmission tower is an economical and practical approaching that increase the power transmission capacity of an existing transmission corridor. But, In this case, Inductive and capacitive coupling between AC and DC lines on the same tower should be investigated in advance. According to the installation plan of 80kV ${\pm}$60MW bipole HVDC in Cheju, KOREA that will be commissioned until 2011, DC lines will parallely operate with 154kV 2 AC lines in existed 154kV AC 4 lines transmission tower. This paper presents the steady state analysis results about the interaction between 154kV AC and 80kV DC lines in the same transmission tower.